浙教版科学九年级上册第三章滑轮专题训练

浙教版科学九年级上册第三章滑轮专题训练
一、单选题
1．（2021·宁海模拟）小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重100N
B．拉力做功的功率为150W
C．绳子自由端移动的距离为2m
D．此过程滑轮组的机械效率为80%
2．（2021九下·杭州开学考）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　）
A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
3．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 拉绳时，物体的速度 和物体上升的高度 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　）
A．0-1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1-2s内，拉力 做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力 的功率是100W
D．2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
4．（2020九上·鄞州期中）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到的摩擦力为10N
B．拉力F的功率为1.5W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
5．（2020九上·滨江期中）如图各装置中，每只滑轮质量均相同。用它们提起相同的重物，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用甲滑轮与使用乙滑轮省的力一样多
B．使用丙滑轮组与使用丁滑轮组省的力一样多
C．使用甲滑轮和使用丁滑轮组费的距离一样多
D．四个简单机械中，丙滑轮组的机械效率最小
6．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　）
A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为120J
C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为60%
7．如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是（　　）
A．绳端移动速度为0.2m/s
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
8．（2019九上·宁波月考）如图所示，GA=10N，GB=20N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且 ，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为18N B．弹簧测力计的示数为10N
C．B受到A水平向左的摩擦力 D．B受到地面的摩擦力大小为4N
9．（2019·临海模拟）如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为8N
B．拉力F的功率是14W
C．拉力F做的功是60J
D．物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
10．（2018·宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（　　）
A．F2的功率为0.6W
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
11．（2021九下·柯桥开学考）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
12．（2020九上·浙江期末）质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦(g取10N/kg)，则（　　）
A．作用在绳端的拉力F为6N B．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C．在2s内拉力F做功1.2J D．在2s内拉力F的功率是1.8W
13．（2020九上·杭州月考）如图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）。则下列说法中正确的是（　　）
A．F的大小为30N
B．2s内拉力F所做的功是12J
C．A物体滑动时受到的摩擦力为20N
D．当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动速度为0.2m/s
14．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列关系式正确的是（　　）
A．3F1＝G B．3F2＝G
C．F3＝2G D．F4＝2G
15．（2020·宁波模拟）如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（　　）
A．F1=168N，P1=225W B．F2=210N，P2=30W
C．F2=3F1，P1=P2 D．F1=F2，P1=3P2
16．（2020九上·上虞期末）如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
17．如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（　　）
A．a下降 B．a上升
C．仍保持平衡 D．条件不足，不能判断
18．（2019·杭州模拟）如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮A、B、C都是定滑轮 B．F1=G
C．滑轮 A、 C的作用相同 D．F119．（2019·江南模拟）某人用如图所示的滑轮组，在20 s内将一个重为 600 N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4 m。拉力F做功为1440 J，物体与地面的接触面积为0.4 m2，物体移动时受地面的摩擦力为350 N。不计绳重及机械的摩擦。下列有关说法正确的是（　　）
A．物体对地面的压强是1600Pa B．拉力F做功的功率是720w
C．拉力F的大小是125N D．动滑轮的重力是10N
20．（2018九上·三门月考）A、B 两种实心物体的质量与体积的关系如 1 图所示，把体积相等的 A、B 物体挂在滑轮组下， 若要使它们处于静止状态，则 2 图的虚线框内悬挂 B 物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
二、填空题
21．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　 　m/s，水平拉力F的功率为　 　W。
22．（2020·三门模拟）用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将　 　。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为　 　N。
23．（2018九上·象山期中）如图所示，F1=10N，F2=2N，此时物体A向右做匀速直线运动速度为0.2m/s，物体B相对于地面静止（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。则拉力F1的功率为 　 　瓦，A与地面的摩擦为　 　牛，若F1增大到12牛，则物体B将　 　（选填“向左，向右，保持静止”）
24．（2021·江北模拟）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
25．（2021九下·柯桥月考）如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求
（1）绳子能承受的最大拉力是　 　
（2）当滑轮组的机械效率为80%时，物体重　 　
26．小科在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为　 　N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为　 　N。
三、实验探究题
27．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　 　。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。
28．如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N．
（1）．若拉力大小为5N，该滑轮组的机械效率为　 　；
（2）．若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法（如图乙所示），该滑轮组的机械效率将　 　；若只增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将　 　（选填“增大“.“减小“.“不变“）．
29．（2020九上·杭州月考）某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示。他们将测得钩码重 G、拉力 F、钩码上升的高度 h、测力计移动的距离 s，并将计算出的有用功 W 有用、总功W 总和机械效率 η 数据一并记入表：
次序 G/N F/N h/m s/m W 有用/J W 总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2
0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2
0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2
0.27 ★
（1）表格中数据★= 　 　。
（2）比较实验 1、2，第 2 次的机械效率较低，主要原因是 　 　。
（3）若在实验 2 中用一个更轻的滑轮替代原来的滑轮提升同样的钩码，装置的机械效率将
　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
30．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应　 　竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为　 　 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
31．物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示．
次数 钩码所受的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6%
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
4 4 0.1 2.0 0.3
（1）实验中应竖直向上　 　 拉动弹簧测力计
（2）第4次实验测得的机械效率为　　 　 　%
（3）比较　1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关：比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，　 　 越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可见机械效率提高的原因是　 　 ．
32．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，　 　 ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，　 　 ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度　 　．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率　 　（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与　 　 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的　 　不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了　 　 它的机械效率．
四、解答题
33．（2021·奉化模拟）如图甲所示是利用电动机和滑轮组（图中未画出），将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图．钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示，不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力．求：
（1）长方体A的体积；
（2）长方体A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F为8×103N，滑轮组的机械效率为75%，求动滑轮的总重力．
34．（2021·温州模拟）如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3，当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力。
（2）动滑轮所受的重力。
（3）物体A在水中匀速竖直上升时，该滑轮组的机械效率。
35．（2020九上·临海期末）为了将放置在水平地面上重100N 的物体提升到高处，某同学设计了图甲所示的滑轮组。他所用的拉力F、重物的速度v和高度h随时间t 变化的关系分别如图乙、丙、丁所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向，不计绳重和摩擦。求:
（1）在2～3s内，拉力F的功率。
（2）在1～2s内，拉力F做的功。
（3）若绳子能承受的最大拉力是2500N，该同学体重60ON，他站在地面向下拉绳子使物体匀
速上升，最大能提升多重的物体
36．（2020九上·鄞州期中）如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B， 圆柱体B的体积是密闭容器D的1/3；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的3/5浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的7/25；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：
（1）圆柱体B的重力；
（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留整数）；
（3）圆柱体B的密度；
（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
37．（2020九上·下城期中）如图所示，用滑轮组拉动重500N的物体，为使物体在水平方向上匀速移动5m，所用拉力F需20N，若滑轮组的机械效率为90%，求：
（1）拉力F做的功；
（2）地面对物体的摩擦力。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
【解答】A.根据公式得到：，解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度，拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
2．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）（2）首先以动滑轮为对象进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体A受到绳子的拉力。然后以物体B为对象，根据二力平衡的知识计算出A和B之间摩擦力的大小和方向。最后以物体A为受力对象，再次根据二力平衡的原理分析地面对A的摩擦力的大小和方向；
（3）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；
（4）根据公式P=Fv计算出拉力F的功率。
【解答】以动滑轮为研究对象，两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，
所以2F拉=F，
则A物体对滑轮的拉力；
根据相互作用力原理可知，滑轮对A的拉力也为5N；
物体B始终处于静止状态，
则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，
所以fA对B=F示=2N；
根据相互作用力原理可知，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右，故B正确不合题意；
物体A向左匀速运动，由力的平衡条件F拉=fB对A+f地可知，
地面对物体A还有向右的摩擦力，
所以物体A受到地面的摩擦力：f地=F拉-fB对A=5N-2N=3N，故A正确不合题意；
由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，
此时动滑轮费力但省一半的距离，
所以滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
水平拉力F的功率：P=Fv滑轮=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意；。
故选D。
3．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。
（1）将滑轮组和物体看做一个整体，根据二力平衡的知识列出平衡关系式，结合滑轮组的工作特点计算出地面对物体的支持力；
（2）根据图像确定2~3s内拉力F的数值和物体运动的速度，结合滑轮组的特点计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力做功的功率；
（3）使用滑轮组提升重物时，根据公式计算出机械效率；
（4）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功。
【解答】根据图丙可知，0~1s内，物体运动的速度为0，即在地面上保持静止状态。
由图乙可知，在0～1s内，拉力F=30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，根据二力平衡的知识得到，
地面对重物的支持力F支=G+G动-3F拉=100N+G动-3×30N=G动+10N，故A错误；
由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，此时的速度v3=2.50m/s，拉力F3=40N，
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，
拉力做功功率P总=F3V3′=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
滑轮组的机械效率：，
故D错误；
在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：W=F2S2=50N×3.75m=187.5J，故B正确。
故选B。
4．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）物体B静止在地面上，受到水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N，对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识求得物体A受到的摩擦力；
（2）根据图片确定水平使用滑轮组承担拉力的绳子段数n，然后根据v=2v物计算出拉力移动的速度，最后利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）使用滑轮组水平拉懂物体时，滑轮组的机械效率；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素是否变化判断A、B之间摩擦力的大小是否发生变化，再判断B的运动状态是否改变。
【解答】A.物体B静止在地面上，水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力相互平衡，即fAB+4N=12N，则fAB=8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
则拉力做功的功率：P=Fv=5N×0.2m/s=1W，故B错误；
C.滑轮组的机械效率：，故C正确；
D.若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选C。
5．【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（2）根据公式比较绳子自由端拉力的大小；
（3）根据s=nh比较自由端移动距离的大小关系；
（4）根据比较滑轮组机械效率的大小。
【解答】A.甲为动滑轮，那么拉力；
乙为定滑轮，那么拉力：；
因为G动≠G，所以二者不相等，故A错误；
B.丙图中，拉力；
定图中，拉力：；
所以二者不相等，故B错误；
C.使用甲滑轮时，s甲=2h；
使用丁滑轮组时，s丁=2h；
故C正确；
D.根据可知，甲、丙、丁的机械效率相等；乙中，没有定滑轮，几乎不做额外功，所以机械效率最高，故D错误。
故选C。
6．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出水平拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的功；
（2）根据W=Gh计算物体重力做的功；
（3）根据公式计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮水平拉动物体时，根据公式计算机械效率。
【解答】A.水平拉力移动的距离s=ns物=2×0.6m=1.2m，拉力做的功W总=Fs=50N×1.2N=60J，故A错误；
B.物体在竖直方向上通过个距离为0m，根据公式W=Gh可知，物体重力做功0J，故B错误；
C.拉力做功的功率，故C正确；
D.该装置的机械效率，故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据v=nvB计算计算绳子端移动的速度；
（2）对定滑轮进行受力分析，根据F拉=nF2计算测力计的示数；
（3）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识分析它是否受到静摩擦力；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素判断它是否发生改变即可。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么绳端移动的速度：v=nvB=2×0.1m/s=0.2m/s，故A正确不合题意；
定滑轮上连接的绳子有3段，那么测力计的示数F拉=nF2=3×3N=9N，故B正确不合题意；
物体B在A上做匀速直线运动，那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即摩擦力f=2F2=2×3N=6N；物体A受到水平向右的拉力F1=4N，水平向左的B施加的摩擦力6N，二者的合力为：6N-4N=2N，且方向向左。根据二力平衡的知识可知，此时物体A肯定受到地面的静摩擦力为2N，方向向右，故C正确不合题意；
增大F2，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度保持不变，因此二者之间的摩擦力保持不变，物体A不可能向左运动，故D错误符合题意。
故选D。
8．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当A向右匀速滑动，物体A和B均处于平衡状态，分别对AB物体受力分析，利用力的平衡得出力的关系式，再根据滑轮组的使用特点和摩擦力与压力的关系求出力的大小，最后联立即可求出。【解答】当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态；
对A受力分析如下：
根据物体受力平衡可知：
FA+f1=F ①
FN=GA=10N ②
对B受力分析有：
根据物体受力平衡可知：
FB=f+f1′ ③
FNB=FN′+GB ④
其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，则FN=FN′、f1=f1′；
由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，
所以，f1′=f1=0.2FN=0.2×GA=0.2×10N=2N，
f=0.2FNB=0.2×（FN′+GB）=0.2×（10N+20N）=6N，故D错误；
由③得：FB=f+f1′=6N+2N=8N，故B错误；
对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n=2，则FA=2FB=2×8N=16N，
由①得：F=FA+f1=16N+2N=18N，故A正确；
由图可知，B相对于A是相左运动的，所以B受到A水平向右的摩擦力，故C错误。
故选A。
9．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B匀速下滑，根据计算作用在物体A上绳子的拉力；物体A向右做匀速运动，因此A的摩擦力与绳子拉力相互平衡，即；当物体A向左做匀速直线运动时，根据计算拉力F；
（2）已知拉力F和速度根据公式P=Fv计算功率；
（3）已知功率和时间根据W=Pt计算拉力做的功；
（4）已知绳子自由端的速度根据计算动滑轮上升的速度。
【解答】A.动滑轮上有2段绳子承担重力，那么绳子上的拉力为：；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：；
当物体A向左做匀速直线运动时，拉力：，故A错误；
B.拉力F的功率为：P=Fv=14N×1m/s=14W，故B正确；
C.拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J，故C错误；
D.滑轮B上升的速度为：，故D错误。
故选B。
10．【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素；功率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）功率计算公式P=Fv；（2）弹簧测力计的读数有拉着左侧滑轮的三根绳子决定；（3）由物体B的运动，判断出A对B有摩擦力，根据力的作用是相互的所以B对A也有摩擦力，根据A相对于地面静止可判断出A和地面之间是否有摩擦力；（4）滑动摩擦力的大小只与压力大小和表面粗糙程度有关，与B物体的运动速度无关。
【解答】A．F2的功率为0.6W，将左侧滑轮看成定滑轮时，这个滑轮组能省1/2的力，费2倍的距离，所以绳子自由端的运动速率为0.2m/s，由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，说法正确，A错误；
B．弹簧测力计读数为9N，左侧滑轮有三根绳子拉着，每根绳的拉力都为3N，所以总拉力是9N，说法正确，B错误；
C．物体A和地面之间有摩擦力，因为B受到向左的拉力，向左做匀速直线运动，可知B受到平衡力的作用，B受到向左的拉力为6N，受到向右的摩擦力也为6N。由于力的作用是相互的，B也给A一个摩擦力且大小也为6N，方向向左，由于A保持静止所以A受到平衡力的作用，向应该受到向右的力也为6N，已知F1=4N，所以地面对A的摩擦力为2N方向向右，说法正确，C错误；
D．如果增大F2，物体A可能向左运动，由于滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，而B对A的压力不变且粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力不变，A物体的受力不变，所以仍为静止，说法错误，D正确。
故答案为：D
11．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
12．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）弹簧测力计和自由端的拉力在同一根绳子上，二者的拉力大小应该相同；
（2）当使用滑轮组水平拉动物体时，根据计算物体受到的摩擦力；
（3）首先根据s物=v物t计算出物体移动的距离，再根据s=ns物计算出拉力移动的距离，最后根据W=Fs计算拉力作的功；
（4）根据公式计算拉力的功率。
【解答】A.弹簧测力计和自由端的拉力在同一根绳子上，二者的拉力大小应该相同，因此作用在绳子自由端上的拉力F=3N，故A错误；
B.动滑轮处有三股绳子，根据公式可知，水平地面对A的摩擦力f＝3F＝9N，故B错误；
C.物体移动的距离s物=v物t=0.2m/s×2s=0.4m，拉力移动的距离s=ns物=3×0.4m=1.2m，拉力作的功为：W=Fs=3N×1.2m=3.6J，故C错误；
D.2s内F的功率 ，故D正确。
故选D。
13．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当物体A水平向右作匀速直线运动时，根据滑轮组的特点和二力平衡计算出A受到的摩擦力，然后再对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体B匀速上升时的拉力F；
（2）首先根据v=nvB计算出拉力F移动的速度，再根据s=vt计算拉力移动的距离，最后根据公式W=Fs计算拉力作的功；
（3）根据（1）中分析解答；
（4）根据（2）中分析判断。
【解答】A.当物体A水平向右作匀速直线运动时，它受到向右的摩擦力f，和水平向左的拉力F拉，二者相互平衡，因此摩擦力f=F拉=；
当物体B匀速上升时，物体A匀速向左运动，那么它受到向左的拉力F，向右的摩擦力f和拉力F拉，它们相互平衡，即拉力F=f+F拉=10N+10N=20N，故A、C错误；
当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动的速度：v=nvB=3×0.1m/s=0.3m/s。自由端移动的距离s=vt=0.3m/s×2s=0.6m，拉力F作的功：W=Fs=20N×0.6m=12J，故B正确，D错误。
故选B。
14．【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数，然后根据计算即可。
【解答】A.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F1=G，故A错误；
B.绳子段数n=3，那么根据得到：，因此3F2=G，故B正确；
C.绳子段数n=1，那么根据得到：，因此F3=G，故C错误；
D.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F4=G，故D错误。
故选B。
15．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡计算出A受到的摩擦力和它受到的拉力的关系，然后以动滑轮为受力对象，根据二力平衡计算出拉力F与A受到摩擦力的关系，最后比较不同状态下的拉力大小；
（2）根据公式P=Fv计算两个功率之间的关系。
【解答】动滑轮受到水平向右的拉力F、向左的拉力F拉共3个，那么3F拉=F。
当物体A做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即滑轮对它的拉力F拉=f；
那么F=3f。
因为物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，
所以速度不同时摩擦力f相同，
因此拉力F相等，即F1=F2。
当物体A以1.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v1=；
当物体A以0.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v2=；
根据公式P=Fv可知：；
那么P1=3P2。
故选D。
16．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件计算；
（2）根据定滑轮的特点计算；
（3）根据使用斜面提升重物时，做功相等，即Fs=Gh计算；
（4）根据F=计算。
【解答】A.根据杠杆的平衡条件得到：F1×4L=G×L，那么得到：F1=；
B.使用定滑轮不省力不费力，即拉力F2=G；
C.根据使用斜面不省功得到：F3×s=Gh；
因为30°角所对的直角边是斜边的一半，
所以：F3×2h=Gh；
解得：F3=；
D.承担重力的绳子段数n=3，那么拉力F=；
因此最省力的是A。
故选A。
17．【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】设一个钩码的重力为G，根据动滑轮的特点计算出自由端绳子上产生的拉力，然后与这个钩码的重力进行比较即可。
【解答】设一个钩码的重力为G，
那么绳子的自由端产生的拉力为：；
因为F所以自由端的钩码下降，a钩码上升。
故选B。
18．【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）不随物体上下移动的滑轮是定滑轮，跟随物体上下移动的滑轮是动滑轮；
（2）以滑轮B为对象受力分析，可得到F1与G的关系；以滑轮C为对象受力分析，可得到F2与G的关系，进而得到两个拉力的大小关系。
【解答】当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确；
因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1，向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2，故B、D错误。、
故选C。
19．【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）已知压力和受力面积根据
计算压强；
（2）已知功和时间根据
计算功率；
（3）首先根据s=ns'计算拉力F移动的距离，然后根据
计算拉力F的大小；
（4）已知拉力F和物体受到的摩擦力f根据nF=G动+f计算动滑轮的重力。
【解答】A. 物体对地面的压强是，故A错误；
B.拉力F的功率为：
，故B错误；
C.绳子自由端移动的距离s=ns'=3×4m=12m；
拉力F的值为：
，故C错误；
D.动滑轮的重力为：G动=nF-f=3×120N-350N=10N，故D正确。
故选D。
20．【答案】B
【知识点】密度公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】根据图1确定A、B两个物体的重力之间的数量关系，然后根据滑轮组的工作特点计算出虚线框内物体重力和A的重力的数量关系，最后将虚线框内的重力和物体B的重力比较即可。
【解答】根据图1可知，当质量为20g时，A的体积是10cm3，B的体积是40cm3；
那么A、B两个物体的密度之比为：；
那么体积相等的A、B两个物体的质量之比：
；
根据G=mg可知，它们的重力的关系：GA=4GB ①；
根据图2可知，动滑轮上有2段绳子，那么虚线框内物体重力G和GA的关系为：GA=2G ②；
将①代入②得到：4GB =2G；
那么G=2GB；
故选B。
21．【答案】0.1；3.6
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮移动的距离与拉力F一致，即根据计算出滑轮移动的距离，再根据公式计算它的速度；
（2）首先对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A受到的拉力，再根据计算出拉力F，最后根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）滑轮移动的距离；
滑轮移动的速度；
（2）物体A做匀速直线运动，它受到向右的B施加的摩擦力，地面施加的摩擦力和向左的拉力FA，
即FA=f地面+fB=10N+8N=18N。
拉力F=nFA=2×18N=36N；
拉力F的功率：P=Fv=36N×0.1m/s=3.6W。
22．【答案】（1）减小
（2）3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率可知，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。物体的重力越大，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高；
（2）将A点对应的机械效率和动滑轮重力代入公式，然后计算即可。
【解答】（1） 被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将减小；
（2）根据图乙可知，A点时动滑轮重力为1N，滑轮组的机械效率为75%，
那么根据得到：；
解得：G=3N。
23．【答案】2；6；保持静止
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）已知拉力F1和它的速度根据公式P1=F1v1计算它的功率；
（2）动滑轮上有2段绳子，根据计算出B和A之间摩擦力的大小，然后对A进行受力分析，根据公式F1=fB+f地计算A与地面之间的摩擦力；
（3）根据影响滑动摩擦力的因素分析B受到摩擦力的大小是否变化。
【解答】（1）拉力F1的功率为：P1=F1v1=10N×0.2m/s=2W；
（2）动滑轮上有3段绳子，
根据公式得到，AB之间摩擦力fB=2F2=2×2N=4N；
那么A与地面之间的摩擦力为：f地=F1-fB=10N-4N=6N；
（3）当拉力F1增大为12N时，B对A的压力不变，二者之间接触面的粗糙程度不变，因此B受到的摩擦力保持不变，即为静止状态。
24．【答案】4；75%
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据v=nvA计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
（2）首先对物体B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出A和B之间摩擦力的大小，然后根据机械效率的公式
计算出滑轮组的机械效率。
【解答】（1）拉力移动的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。
（3）物体B保持静止状态，
它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和测力计的拉力F拉，
根据二力平衡的条件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；
那么滑轮组的机械效率：
。
25．【答案】（1）500N
（2）800N
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和摩擦，动滑轮不变，取物重G=200N，知道此时的机械效率为50%，利用 求动滑轮重；
从图中找出最大物重，利用求绳子能承受的最大拉力；
（2）在动滑轮重力已经计算出的情况下，利用 的变形公式可以求得此时的物重。
【解答】（1）由乙图可知：当G=200N时，η=50%，
由 得到： ，
解得：G轮=100N；
由图乙可知：当G′=1800N时，绳子刚好被拉断，
则绳子能承受的最大拉力：；
（2）由得到：
=80%；
解得：G物=800N。
26．【答案】100；20
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和滑轮重，根据计算A端的拉力；
（2）不计绳子重和摩擦，根据计算滑轮的重力。
【解答】（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，
则人拉绳子A端的动力为；
（2）不计绳子重和摩擦，根据得到：
；
解得：G动=20N。
27．【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
28．【答案】（1）60%
（2）不变；增大
【知识点】机械效率；机械效率的计算
【解析】【解答】（1）若拉力大小为F=5N，该滑轮组的机械效率为
．（2）若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体越重滑轮组的机械效率越大．
故答案为：匀速直线；60%；不变；增大．
【分析】（1）一定要匀速竖直向上拉动，只有在匀速直线拉动时，拉力的大小等于弹簧测力计的示数，才能准确测出拉力的大小；
利用滑轮组的机械效率计算公式 求出机械效率．（2）若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，轮组的机械效率 ，可看出动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体G越重滑轮组的机械效率越大．
29．【答案】（1）74.1%
（2）要克服动滑轮重力做额外功
（3）变大
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据公式计算即可；
（2）在第一次实验中，滑轮组只克服摩擦做额外功；在第二次实验中，滑轮组要克服摩擦和动滑轮的重力做额外功，而有用功相同，因此第二次的机械效率较低；
（3）根据滑轮组的机械效率分析即可。
【解答】（1）表格中数据★=；
（2）比较实验 1、2，第 2 次的机械效率较低，主要原因是：要克服动滑轮重力做额外功。
（3）根据公式可知，当物体的重力不变时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高，因此：若在实验 2 中用一个更轻的滑轮替代原来的滑轮提升同样的钩码，装置的机械效率将变大。
30．【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
31．【答案】（1）匀速
（2）66.7
（3）提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率；机械效率的测量实验
【解析】【解答】
（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数．
（2）由表格第4次实验数据，机械效率大小为：
η=×100%=×100%=×100%≈66.7%；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；
比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh，
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J，
W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J，
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J；
W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J，
W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J，
有用功增大了0.2J．
由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即机械效率增大．
故答案为：（1）匀速；（2）66.7；（3）1、2；提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大．
【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
（2）根据η==计算机械效率；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度；
由第3、4实验数据，找到不变量和改变的量，分析机械效率的影响因素；
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较，从而分析提高机械效率办法．
32．【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
33．【答案】（1）解：根据图乙可知，A未露出水面时所受的拉力F1＝1.4×104N，
物体A的重力G＝F2＝2.4×104N；
则A未露出水面时受到的浮力：F浮＝G﹣F1＝2.4×104N﹣1.4×104N＝1×104N；
由F浮＝ρ水gV排可得A排开水的体积：
V排＝ ＝ ＝1m3；
因为A浸没在水中，所以A的体积：V＝V排＝1m3
答：长方体A的体积为1m3
（2）解：A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为75%，此时电动机对绳的拉力F为8×103N，
由公式η＝ ＝ ＝ ＝ 得，动滑轮上绳子的股数：
n＝ ＝ ＝4，
不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝4F﹣G＝4×8×103N﹣2.4×104N＝8×103N．
答：动滑轮的总重力为8×103N．
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据乙图可知，确定物体A的重力和完全浸没时钢缆产生的拉力，然后根据F浮＝G-F1计算出此时A受到的浮力，再根据阿基米德原理 即可算出A的体积；
（2）首先根据 计算出动滑轮上绳子的段数n，再根据 计算出动滑轮的重力。
34．【答案】（1）物体A在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N；
（2）不计绳重和摩擦，拉力；
动滑轮重力：G动=2F+F浮-G=2×400N+200N-80kg×10N/kg=200N；
（3）滑轮组的机械效率为：
。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）物体A在水中排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求物体所受浮力；
（2）不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮重力；
（3）根据算出滑轮组的机械效率。
35．【答案】（1）解：由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v1 = 3.0m/s
拉力F1=40N，绳子自由端移动速度v2 = 3v1 = 9m/s
P = F1v2 = 40N×9m/s = 360W
（2）解：由图乙可知，在1～2s内，F2=50N
图乙可知，物体上升距离h = 1.5m
则绳子自由端移动距离s = 3h = 3×1.5m = 4.5m
W = F2s = 50N×4.5m = 225J
（3）解：由图丙可知，2～3s内，重物做匀速运动，受力平衡，
F = 1/3(G物+G动）即40N = 1/3(100N + G动） ∴G动 = 20N
绳子自由端的最大拉力是600N
G大 = 3F大－G动 = 3×600N-20N = 1780N
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据乙图确定2~3s内物体受到的拉力F1，根据丙图确定这段时间内物体上升的速度v1，再根据v2=nv1计算出绳子自由端移动的速度，最后根据P=F1v2 计算拉力的功率。
（2）首先根据乙图确定1~2s内物体受到的拉力F2，然后根据丁图确定这段时间内物体上述的高度h，接下来根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，最后根据W=F2s 计算这段时间内拉力做的功。
（3）根据图丙可知，再2~3s内物体做匀速运动，此时整个装置受力平衡，根据列式计算出动滑轮的重力G动；绳子自由端能够产生的最大拉力等于该同学的体重600N，再根据列式计算提升物体的最大重力即可。
36．【答案】（1）由图象可知，D完全露出水面时F1的功率P1=12W，
此时的拉力，
B放在C上，且放开手后，，
∴GB+80N=1×103kg/m3×10N/kg××0.1m3；
解得：GB=200N；
（2）
（3）根据F1=（GB+GD+G轮）得到：GD+G动=3F1-GB=3×80N-200N=40N；
D未出水面时的功率为P2=6W，
拉力；
根据根据F1=（GB+GD+G轮）得到，
D受浮力F浮=GB+GD+G动-3F2=200N+40N-3×40N=120N，
此时排开水的体积，
那么B的体积，
那么圆柱体B的密度；
（4）定滑轮对杠杆右端的最大拉力：Fmax=4F1+G定=4×80N+10N=330N，
由杠杆平衡条件得：Fmax×OF=FE1×OE，
330N×3=FE1×2，
解得：FE1=495N；
定滑轮对杠杆右端的最小拉力：Fmin=4F2+G定=4×40N+10N=170N，
由杠杆平衡条件得：Fmin×OF=FE2×OE，
170N×3=FE1×2，
解得：FE1=255N。
配重A对地面的压强的最大变化量：。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图象可知D完全露出水面时F1的功率，知道D上升的速度，求出拉力端移动的速度，利用P=Fv求拉力大小；把B放在C上，且放开手后，知道浮体C露出水面的体积减少总体积的， 可得，据此求圆柱体B的重力；
（2）对圆柱体做的功为有用功利用W=Gh计算，拉力做的功为总功利用W=Fs计算，再利用效率公式求此装置的机械效率；
（3）绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计，利用F1=（GB+GD+G轮）求容器D和动滑轮总重，
由图可知，D未出水面时的功率，利用P=Fv求此时拉力，再根据F1=（GB+GD+G轮）求此时容器D受浮力大小，再根据阿基米德原理求容器D的体积，根据圆柱体B的体积是密闭容器D的求圆柱体B的体积；利用G=mg=ρvg求圆柱体B的密度；
（4）有4股绳子提定滑轮，定滑轮对杠杆右端的最大拉力Fmax=4F1+G定，由杠杆平衡条件Fmax×OF=FE1×OE求出杠杆左边的最大拉力；定滑轮对杠杆右端的最小拉力Fmin=4F2+G定，由杠杆平衡条件求出杠杆左边的最小拉力；求出杠杆左边受到的拉力变化量，利用压强公式求配重A对地面的压强的最大变化量。
37．【答案】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，那么拉力移动的距离：s=ns物=3×5m=15m；拉力做的功为：W=Fs=20N×15m=300J。
（2）根据公式得到：；
解得：地面对物体的摩擦力f=54N。
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功；
（2）当用滑轮组水平拉动物体时，根据公式计算物体受到的摩擦力。
1 / 1浙教版科学九年级上册第三章滑轮专题训练
一、单选题
1．（2021·宁海模拟）小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮重100N
B．拉力做功的功率为150W
C．绳子自由端移动的距离为2m
D．此过程滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
【解答】A.根据公式得到：，解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度，拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率，故D正确。
故选D。
2．（2021九下·杭州开学考）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（　　）
A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力
B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s
D．拉力F做功功率为4W
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）（2）首先以动滑轮为对象进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体A受到绳子的拉力。然后以物体B为对象，根据二力平衡的知识计算出A和B之间摩擦力的大小和方向。最后以物体A为受力对象，再次根据二力平衡的原理分析地面对A的摩擦力的大小和方向；
（3）根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度；
（4）根据公式P=Fv计算出拉力F的功率。
【解答】以动滑轮为研究对象，两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，
所以2F拉=F，
则A物体对滑轮的拉力；
根据相互作用力原理可知，滑轮对A的拉力也为5N；
物体B始终处于静止状态，
则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，
所以fA对B=F示=2N；
根据相互作用力原理可知，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右，故B正确不合题意；
物体A向左匀速运动，由力的平衡条件F拉=fB对A+f地可知，
地面对物体A还有向右的摩擦力，
所以物体A受到地面的摩擦力：f地=F拉-fB对A=5N-2N=3N，故A正确不合题意；
由图知，拉力作用在动滑轮的轴上，
此时动滑轮费力但省一半的距离，
所以滑轮移动的速度：，故C正确不合题意；
水平拉力F的功率：P=Fv滑轮=10N×0.1m/s=1W，故D错误符合题意；。
故选D。
3．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 拉绳时，物体的速度 和物体上升的高度 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）下列计算结果正确的是（　　）
A．0-1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1-2s内，拉力 做的功是187.5J
C．2-3s内，拉力 的功率是100W
D．2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h。
（1）将滑轮组和物体看做一个整体，根据二力平衡的知识列出平衡关系式，结合滑轮组的工作特点计算出地面对物体的支持力；
（2）根据图像确定2~3s内拉力F的数值和物体运动的速度，结合滑轮组的特点计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力做功的功率；
（3）使用滑轮组提升重物时，根据公式计算出机械效率；
（4）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功。
【解答】根据图丙可知，0~1s内，物体运动的速度为0，即在地面上保持静止状态。
由图乙可知，在0～1s内，拉力F=30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，根据二力平衡的知识得到，
地面对重物的支持力F支=G+G动-3F拉=100N+G动-3×30N=G动+10N，故A错误；
由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，此时的速度v3=2.50m/s，拉力F3=40N，
拉力F的作用点下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，
拉力做功功率P总=F3V3′=40N×7.5m/s=300W，故C错误；
滑轮组的机械效率：，
故D错误；
在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m
拉力F的作用点下降的距离s2=3h2=3×1.25m=3.75m，
拉力做的功：W=F2S2=50N×3.75m=187.5J，故B正确。
故选B。
4．（2020九上·鄞州期中）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（　　）
A．物体A受到的摩擦力为10N
B．拉力F的功率为1.5W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）物体B静止在地面上，受到水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N，对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识求得物体A受到的摩擦力；
（2）根据图片确定水平使用滑轮组承担拉力的绳子段数n，然后根据v=2v物计算出拉力移动的速度，最后利用P=Fv求拉力做功功率；
（3）使用滑轮组水平拉懂物体时，滑轮组的机械效率；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素是否变化判断A、B之间摩擦力的大小是否发生变化，再判断B的运动状态是否改变。
【解答】A.物体B静止在地面上，水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力、地面对它向左的摩擦力和物体A对它向左的摩擦力相互平衡，即fAB+4N=12N，则fAB=8N；根据相互作用力的知识可知，物体A受到的摩擦力为f=fAB=8N，故A错误；
B.由图知，水平使用滑轮组，承担拉力的绳子段数n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，
则拉力做功的功率：P=Fv=5N×0.2m/s=1W，故B错误；
C.滑轮组的机械效率：，故C正确；
D.若拉力F增大到15N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选C。
5．（2020九上·滨江期中）如图各装置中，每只滑轮质量均相同。用它们提起相同的重物，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．使用甲滑轮与使用乙滑轮省的力一样多
B．使用丙滑轮组与使用丁滑轮组省的力一样多
C．使用甲滑轮和使用丁滑轮组费的距离一样多
D．四个简单机械中，丙滑轮组的机械效率最小
【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）（2）根据公式比较绳子自由端拉力的大小；
（3）根据s=nh比较自由端移动距离的大小关系；
（4）根据比较滑轮组机械效率的大小。
【解答】A.甲为动滑轮，那么拉力；
乙为定滑轮，那么拉力：；
因为G动≠G，所以二者不相等，故A错误；
B.丙图中，拉力；
定图中，拉力：；
所以二者不相等，故B错误；
C.使用甲滑轮时，s甲=2h；
使用丁滑轮组时，s丁=2h；
故C正确；
D.根据可知，甲、丙、丁的机械效率相等；乙中，没有定滑轮，几乎不做额外功，所以机械效率最高，故D错误。
故选C。
6．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（　　）
A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为120J
C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为60%
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出水平拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力做的功；
（2）根据W=Gh计算物体重力做的功；
（3）根据公式计算拉力做功的功率；
（4）当使用滑轮水平拉动物体时，根据公式计算机械效率。
【解答】A.水平拉力移动的距离s=ns物=2×0.6m=1.2m，拉力做的功W总=Fs=50N×1.2N=60J，故A错误；
B.物体在竖直方向上通过个距离为0m，根据公式W=Gh可知，物体重力做功0J，故B错误；
C.拉力做功的功率，故C正确；
D.该装置的机械效率，故D错误。
故选C。
7．如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是（　　）
A．绳端移动速度为0.2m/s
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据v=nvB计算计算绳子端移动的速度；
（2）对定滑轮进行受力分析，根据F拉=nF2计算测力计的示数；
（3）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识分析它是否受到静摩擦力；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素判断它是否发生改变即可。
【解答】根据图片可知，动滑轮上承担拉力的绳子有2段，那么绳端移动的速度：v=nvB=2×0.1m/s=0.2m/s，故A正确不合题意；
定滑轮上连接的绳子有3段，那么测力计的示数F拉=nF2=3×3N=9N，故B正确不合题意；
物体B在A上做匀速直线运动，那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即摩擦力f=2F2=2×3N=6N；物体A受到水平向右的拉力F1=4N，水平向左的B施加的摩擦力6N，二者的合力为：6N-4N=2N，且方向向左。根据二力平衡的知识可知，此时物体A肯定受到地面的静摩擦力为2N，方向向右，故C正确不合题意；
增大F2，物体B对物体A的压力和接触面的粗糙程度保持不变，因此二者之间的摩擦力保持不变，物体A不可能向左运动，故D错误符合题意。
故选D。
8．（2019九上·宁波月考）如图所示，GA=10N，GB=20N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且 ，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为18N B．弹簧测力计的示数为10N
C．B受到A水平向左的摩擦力 D．B受到地面的摩擦力大小为4N
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】当A向右匀速滑动，物体A和B均处于平衡状态，分别对AB物体受力分析，利用力的平衡得出力的关系式，再根据滑轮组的使用特点和摩擦力与压力的关系求出力的大小，最后联立即可求出。【解答】当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态；
对A受力分析如下：
根据物体受力平衡可知：
FA+f1=F ①
FN=GA=10N ②
对B受力分析有：
根据物体受力平衡可知：
FB=f+f1′ ③
FNB=FN′+GB ④
其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，则FN=FN′、f1=f1′；
由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，
所以，f1′=f1=0.2FN=0.2×GA=0.2×10N=2N，
f=0.2FNB=0.2×（FN′+GB）=0.2×（10N+20N）=6N，故D错误；
由③得：FB=f+f1′=6N+2N=8N，故B错误；
对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n=2，则FA=2FB=2×8N=16N，
由①得：F=FA+f1=16N+2N=18N，故A正确；
由图可知，B相对于A是相左运动的，所以B受到A水平向右的摩擦力，故C错误。
故选A。
9．（2019·临海模拟）如图所示，质量为2Kg的物体A放在水平桌面上，（不计绳重及绳与轮的摩擦）动滑轮重6N，滑轮下面悬挂一物体B，当物体B重8N时，恰能匀速下滑。用一个水平向左的拉力F作用在物体A，使物体A以1m/s的速度向左做匀速直线运动，时间为3s。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为8N
B．拉力F的功率是14W
C．拉力F做的功是60J
D．物体A在F作用下向左运动时，滑轮B以1m/s的速度匀速上升
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）物体B匀速下滑，根据计算作用在物体A上绳子的拉力；物体A向右做匀速运动，因此A的摩擦力与绳子拉力相互平衡，即；当物体A向左做匀速直线运动时，根据计算拉力F；
（2）已知拉力F和速度根据公式P=Fv计算功率；
（3）已知功率和时间根据W=Pt计算拉力做的功；
（4）已知绳子自由端的速度根据计算动滑轮上升的速度。
【解答】A.动滑轮上有2段绳子承担重力，那么绳子上的拉力为：；
物体A向右做匀速直线运动，那么A受到的摩擦力为：；
当物体A向左做匀速直线运动时，拉力：，故A错误；
B.拉力F的功率为：P=Fv=14N×1m/s=14W，故B正确；
C.拉力F做的功为：W=Pt=14W×3s=42J，故C错误；
D.滑轮B上升的速度为：，故D错误。
故选B。
10．（2018·宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（　　）
A．F2的功率为0.6W
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素；功率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）功率计算公式P=Fv；（2）弹簧测力计的读数有拉着左侧滑轮的三根绳子决定；（3）由物体B的运动，判断出A对B有摩擦力，根据力的作用是相互的所以B对A也有摩擦力，根据A相对于地面静止可判断出A和地面之间是否有摩擦力；（4）滑动摩擦力的大小只与压力大小和表面粗糙程度有关，与B物体的运动速度无关。
【解答】A．F2的功率为0.6W，将左侧滑轮看成定滑轮时，这个滑轮组能省1/2的力，费2倍的距离，所以绳子自由端的运动速率为0.2m/s，由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，说法正确，A错误；
B．弹簧测力计读数为9N，左侧滑轮有三根绳子拉着，每根绳的拉力都为3N，所以总拉力是9N，说法正确，B错误；
C．物体A和地面之间有摩擦力，因为B受到向左的拉力，向左做匀速直线运动，可知B受到平衡力的作用，B受到向左的拉力为6N，受到向右的摩擦力也为6N。由于力的作用是相互的，B也给A一个摩擦力且大小也为6N，方向向左，由于A保持静止所以A受到平衡力的作用，向应该受到向右的力也为6N，已知F1=4N，所以地面对A的摩擦力为2N方向向右，说法正确，C错误；
D．如果增大F2，物体A可能向左运动，由于滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，而B对A的压力不变且粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力不变，A物体的受力不变，所以仍为静止，说法错误，D正确。
故答案为：D
11．（2021九下·柯桥开学考）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识判断它受到摩擦力的大小和方向；
（2）拉力作用在轴上，此时滑轮移动的速度比物体A移动的速度大，根据计算即可；
（3）根据功率的计算式P=Fv计算；
（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
【解答】A.物体B保持静止状态，它受到A施加的摩擦力与测力计的拉力相互平衡，二者大小相等，方向相反，即f=F拉=3N；因为测力计的拉力向左，所以摩擦力向右，故A错误；
B.滑轮移动的速度，故B错误；
C.绳子拉物体A的拉力为：；
绳子拉物体A的功率为：PA=FAvA=5N×0.2m/s=1W，故C错误；
D.在物体A运动的过程中，物体B对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此二者之间摩擦力的大小不变。物体受到的摩擦力和测力计的拉力始终平衡，因此谈话测力计的示数不变，还是3N，故D正确。
故选D。
12．（2020九上·浙江期末）质量为6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为3N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦(g取10N/kg)，则（　　）
A．作用在绳端的拉力F为6N B．水平桌面对物体A的摩擦力是3N
C．在2s内拉力F做功1.2J D．在2s内拉力F的功率是1.8W
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）弹簧测力计和自由端的拉力在同一根绳子上，二者的拉力大小应该相同；
（2）当使用滑轮组水平拉动物体时，根据计算物体受到的摩擦力；
（3）首先根据s物=v物t计算出物体移动的距离，再根据s=ns物计算出拉力移动的距离，最后根据W=Fs计算拉力作的功；
（4）根据公式计算拉力的功率。
【解答】A.弹簧测力计和自由端的拉力在同一根绳子上，二者的拉力大小应该相同，因此作用在绳子自由端上的拉力F=3N，故A错误；
B.动滑轮处有三股绳子，根据公式可知，水平地面对A的摩擦力f＝3F＝9N，故B错误；
C.物体移动的距离s物=v物t=0.2m/s×2s=0.4m，拉力移动的距离s=ns物=3×0.4m=1.2m，拉力作的功为：W=Fs=3N×1.2m=3.6J，故C错误；
D.2s内F的功率 ，故D正确。
故选D。
13．（2020九上·杭州月考）如图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上施加一个水平向左的力F，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）。则下列说法中正确的是（　　）
A．F的大小为30N
B．2s内拉力F所做的功是12J
C．A物体滑动时受到的摩擦力为20N
D．当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动速度为0.2m/s
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当物体A水平向右作匀速直线运动时，根据滑轮组的特点和二力平衡计算出A受到的摩擦力，然后再对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出物体B匀速上升时的拉力F；
（2）首先根据v=nvB计算出拉力F移动的速度，再根据s=vt计算拉力移动的距离，最后根据公式W=Fs计算拉力作的功；
（3）根据（1）中分析解答；
（4）根据（2）中分析判断。
【解答】A.当物体A水平向右作匀速直线运动时，它受到向右的摩擦力f，和水平向左的拉力F拉，二者相互平衡，因此摩擦力f=F拉=；
当物体B匀速上升时，物体A匀速向左运动，那么它受到向左的拉力F，向右的摩擦力f和拉力F拉，它们相互平衡，即拉力F=f+F拉=10N+10N=20N，故A、C错误；
当物体B以0.1m/s上升时，物体A向左运动的速度：v=nvB=3×0.1m/s=0.3m/s。自由端移动的距离s=vt=0.3m/s×2s=0.6m，拉力F作的功：W=Fs=20N×0.6m=12J，故B正确，D错误。
故选B。
14．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，下列关系式正确的是（　　）
A．3F1＝G B．3F2＝G
C．F3＝2G D．F4＝2G
【答案】B
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】首先确定承担重力的绳子段数，然后根据计算即可。
【解答】A.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F1=G，故A错误；
B.绳子段数n=3，那么根据得到：，因此3F2=G，故B正确；
C.绳子段数n=1，那么根据得到：，因此F3=G，故C错误；
D.绳子段数n=2，那么根据得到：，因此2F4=G，故D错误。
故选B。
15．（2020·宁波模拟）如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1，若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2，滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（　　）
A．F1=168N，P1=225W B．F2=210N，P2=30W
C．F2=3F1，P1=P2 D．F1=F2，P1=3P2
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）首先根据二力平衡计算出A受到的摩擦力和它受到的拉力的关系，然后以动滑轮为受力对象，根据二力平衡计算出拉力F与A受到摩擦力的关系，最后比较不同状态下的拉力大小；
（2）根据公式P=Fv计算两个功率之间的关系。
【解答】动滑轮受到水平向右的拉力F、向左的拉力F拉共3个，那么3F拉=F。
当物体A做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即滑轮对它的拉力F拉=f；
那么F=3f。
因为物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，
所以速度不同时摩擦力f相同，
因此拉力F相等，即F1=F2。
当物体A以1.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v1=；
当物体A以0.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v2=；
根据公式P=Fv可知：；
那么P1=3P2。
故选D。
16．（2020九上·上虞期末）如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件计算；
（2）根据定滑轮的特点计算；
（3）根据使用斜面提升重物时，做功相等，即Fs=Gh计算；
（4）根据F=计算。
【解答】A.根据杠杆的平衡条件得到：F1×4L=G×L，那么得到：F1=；
B.使用定滑轮不省力不费力，即拉力F2=G；
C.根据使用斜面不省功得到：F3×s=Gh；
因为30°角所对的直角边是斜边的一半，
所以：F3×2h=Gh；
解得：F3=；
D.承担重力的绳子段数n=3，那么拉力F=；
因此最省力的是A。
故选A。
17．如所示的滑轮组，挂上砝码a、b后恰好平衡，若不计动滑轮重和摩擦，在a、b下面再加挂一个质量相等的小砝码，将出现（　　）
A．a下降 B．a上升
C．仍保持平衡 D．条件不足，不能判断
【答案】B
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】设一个钩码的重力为G，根据动滑轮的特点计算出自由端绳子上产生的拉力，然后与这个钩码的重力进行比较即可。
【解答】设一个钩码的重力为G，
那么绳子的自由端产生的拉力为：；
因为F所以自由端的钩码下降，a钩码上升。
故选B。
18．（2019·杭州模拟）如图是胖子和瘦子用滑轮组锻炼身体的简易装置（忽略轮重及滑轮和绳之间的摩擦）。
⑴瘦子固定不动，胖子用力F1拉绳使货物G匀速上升。
⑵胖子固定不动，瘦子用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（　　）
A．滑轮A、B、C都是定滑轮 B．F1=G
C．滑轮 A、 C的作用相同 D．F1【答案】C
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）不随物体上下移动的滑轮是定滑轮，跟随物体上下移动的滑轮是动滑轮；
（2）以滑轮B为对象受力分析，可得到F1与G的关系；以滑轮C为对象受力分析，可得到F2与G的关系，进而得到两个拉力的大小关系。
【解答】当瘦子不动时，滑轮B根据物体上下移动，它是动滑轮；当胖子不动时，滑轮B不随物体上下移动，它是定滑轮；而A和C始终都是定滑轮，故A错误，C正确；
因为滑轮C是定滑轮，所以瘦子的拉力F2=G；滑轮B受到胖子向上的拉力F1，向下的物体重力和拉力，而重力和拉力相等，所以F1=2G，因此F1＞F2，故B、D错误。、
故选C。
19．（2019·江南模拟）某人用如图所示的滑轮组，在20 s内将一个重为 600 N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4 m。拉力F做功为1440 J，物体与地面的接触面积为0.4 m2，物体移动时受地面的摩擦力为350 N。不计绳重及机械的摩擦。下列有关说法正确的是（　　）
A．物体对地面的压强是1600Pa B．拉力F做功的功率是720w
C．拉力F的大小是125N D．动滑轮的重力是10N
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）已知压力和受力面积根据
计算压强；
（2）已知功和时间根据
计算功率；
（3）首先根据s=ns'计算拉力F移动的距离，然后根据
计算拉力F的大小；
（4）已知拉力F和物体受到的摩擦力f根据nF=G动+f计算动滑轮的重力。
【解答】A. 物体对地面的压强是，故A错误；
B.拉力F的功率为：
，故B错误；
C.绳子自由端移动的距离s=ns'=3×4m=12m；
拉力F的值为：
，故C错误；
D.动滑轮的重力为：G动=nF-f=3×120N-350N=10N，故D正确。
故选D。
20．（2018九上·三门月考）A、B 两种实心物体的质量与体积的关系如 1 图所示，把体积相等的 A、B 物体挂在滑轮组下， 若要使它们处于静止状态，则 2 图的虚线框内悬挂 B 物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
【答案】B
【知识点】密度公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】根据图1确定A、B两个物体的重力之间的数量关系，然后根据滑轮组的工作特点计算出虚线框内物体重力和A的重力的数量关系，最后将虚线框内的重力和物体B的重力比较即可。
【解答】根据图1可知，当质量为20g时，A的体积是10cm3，B的体积是40cm3；
那么A、B两个物体的密度之比为：；
那么体积相等的A、B两个物体的质量之比：
；
根据G=mg可知，它们的重力的关系：GA=4GB ①；
根据图2可知，动滑轮上有2段绳子，那么虚线框内物体重力G和GA的关系为：GA=2G ②；
将①代入②得到：4GB =2G；
那么G=2GB；
故选B。
二、填空题
21．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为　 　m/s，水平拉力F的功率为　 　W。
【答案】0.1；3.6
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）滑轮移动的距离与拉力F一致，即根据计算出滑轮移动的距离，再根据公式计算它的速度；
（2）首先对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A受到的拉力，再根据计算出拉力F，最后根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）滑轮移动的距离；
滑轮移动的速度；
（2）物体A做匀速直线运动，它受到向右的B施加的摩擦力，地面施加的摩擦力和向左的拉力FA，
即FA=f地面+fB=10N+8N=18N。
拉力F=nFA=2×18N=36N；
拉力F的功率：P=Fv=36N×0.1m/s=3.6W。
22．（2020·三门模拟）用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验（忽略绳重和摩擦）。实验中，向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知：
（1）被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将　 　。（填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）分析乙图象中的A点可知，被提升的物体重力为　 　N。
【答案】（1）减小
（2）3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组的机械效率可知，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。物体的重力越大，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高；
（2）将A点对应的机械效率和动滑轮重力代入公式，然后计算即可。
【解答】（1） 被提升的物体重力相同时，增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将减小；
（2）根据图乙可知，A点时动滑轮重力为1N，滑轮组的机械效率为75%，
那么根据得到：；
解得：G=3N。
23．（2018九上·象山期中）如图所示，F1=10N，F2=2N，此时物体A向右做匀速直线运动速度为0.2m/s，物体B相对于地面静止（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。则拉力F1的功率为 　 　瓦，A与地面的摩擦为　 　牛，若F1增大到12牛，则物体B将　 　（选填“向左，向右，保持静止”）
【答案】2；6；保持静止
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）已知拉力F1和它的速度根据公式P1=F1v1计算它的功率；
（2）动滑轮上有2段绳子，根据计算出B和A之间摩擦力的大小，然后对A进行受力分析，根据公式F1=fB+f地计算A与地面之间的摩擦力；
（3）根据影响滑动摩擦力的因素分析B受到摩擦力的大小是否变化。
【解答】（1）拉力F1的功率为：P1=F1v1=10N×0.2m/s=2W；
（2）动滑轮上有3段绳子，
根据公式得到，AB之间摩擦力fB=2F2=2×2N=4N；
那么A与地面之间的摩擦力为：f地=F1-fB=10N-4N=6N；
（3）当拉力F1增大为12N时，B对A的压力不变，二者之间接触面的粗糙程度不变，因此B受到的摩擦力保持不变，即为静止状态。
24．（2021·江北模拟）如图所示，拉力F为20N，物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，弹簧测力计示数为22N。拉力F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
【答案】4；75%
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据v=nvA计算出拉力移动的速度，再根据P=Fv计算出拉力的功率。
（2）首先对物体B进行受力分析，根据二力平衡的原理计算出A和B之间摩擦力的大小，然后根据机械效率的公式
计算出滑轮组的机械效率。
【解答】（1）拉力移动的速度v=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s；
拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。
（3）物体B保持静止状态，
它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和测力计的拉力F拉，
根据二力平衡的条件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；
那么滑轮组的机械效率：
。
25．（2021九下·柯桥月考）如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求
（1）绳子能承受的最大拉力是　 　
（2）当滑轮组的机械效率为80%时，物体重　 　
【答案】（1）500N
（2）800N
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和摩擦，动滑轮不变，取物重G=200N，知道此时的机械效率为50%，利用 求动滑轮重；
从图中找出最大物重，利用求绳子能承受的最大拉力；
（2）在动滑轮重力已经计算出的情况下，利用 的变形公式可以求得此时的物重。
【解答】（1）由乙图可知：当G=200N时，η=50%，
由 得到： ，
解得：G轮=100N；
由图乙可知：当G′=1800N时，绳子刚好被拉断，
则绳子能承受的最大拉力：；
（2）由得到：
=80%；
解得：G物=800N。
26．小科在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为　 　N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为　 　N。
【答案】100；20
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）不计绳子重和滑轮重，根据计算A端的拉力；
（2）不计绳子重和摩擦，根据计算滑轮的重力。
【解答】（1）若不计绳重、滑轮重及摩擦，
则人拉绳子A端的动力为；
（2）不计绳子重和摩擦，根据得到：
；
解得：G动=20N。
三、实验探究题
27．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　 　。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。
【答案】（1）匀速；83.3%
（2）低；3
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式计算滑轮组的机械效率；
（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式计算此时提升物体的重力。
【解答】（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，
那么滑轮组的机械效率为：。
（2）根据乙图可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
当滑轮组的机械效率为75%时，动滑轮的重力为1N，根据得到：
；
解得：G=3N。
28．如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N．
（1）．若拉力大小为5N，该滑轮组的机械效率为　 　；
（2）．若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法（如图乙所示），该滑轮组的机械效率将　 　；若只增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将　 　（选填“增大“.“减小“.“不变“）．
【答案】（1）60%
（2）不变；增大
【知识点】机械效率；机械效率的计算
【解析】【解答】（1）若拉力大小为F=5N，该滑轮组的机械效率为
．（2）若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体越重滑轮组的机械效率越大．
故答案为：匀速直线；60%；不变；增大．
【分析】（1）一定要匀速竖直向上拉动，只有在匀速直线拉动时，拉力的大小等于弹簧测力计的示数，才能准确测出拉力的大小；
利用滑轮组的机械效率计算公式 求出机械效率．（2）若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，轮组的机械效率 ，可看出动滑轮一定，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关，物体G越重滑轮组的机械效率越大．
29．（2020九上·杭州月考）某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示。他们将测得钩码重 G、拉力 F、钩码上升的高度 h、测力计移动的距离 s，并将计算出的有用功 W 有用、总功W 总和机械效率 η 数据一并记入表：
次序 G/N F/N h/m s/m W 有用/J W 总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2
0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2
0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2
0.27 ★
（1）表格中数据★= 　 　。
（2）比较实验 1、2，第 2 次的机械效率较低，主要原因是 　 　。
（3）若在实验 2 中用一个更轻的滑轮替代原来的滑轮提升同样的钩码，装置的机械效率将
　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）74.1%
（2）要克服动滑轮重力做额外功
（3）变大
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）根据公式计算即可；
（2）在第一次实验中，滑轮组只克服摩擦做额外功；在第二次实验中，滑轮组要克服摩擦和动滑轮的重力做额外功，而有用功相同，因此第二次的机械效率较低；
（3）根据滑轮组的机械效率分析即可。
【解答】（1）表格中数据★=；
（2）比较实验 1、2，第 2 次的机械效率较低，主要原因是：要克服动滑轮重力做额外功。
（3）根据公式可知，当物体的重力不变时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高，因此：若在实验 2 中用一个更轻的滑轮替代原来的滑轮提升同样的钩码，装置的机械效率将变大。
30．（2019九上·杭州月考）小金用如图甲所示的装置探究滑轮组的省力情况：(忽略绳重和摩擦)
（1）实验时，应　 　竖直向下拉动弹簧测力计；
（2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为　 　 m/s
（3）小金想进一步探究滑轮组的拉力是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法。并写出简要的探究方案。
【答案】（1）匀速
（2）0.2
（3）如图
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】本题主要探究计算弹簧测力计竖直向下移动的速度。
【解答】（1） 实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，这样系统处于平衡状态，所以此时测力计示数才等于拉力的大小。
（2）根据图分析，绳子的有效段数为n=2，因为绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，所以如果重物以0.1m/s的速度匀速上升，那么弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s。
（3）最省力的绳子的绕法如图
31．物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示．
次数 钩码所受的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6%
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
4 4 0.1 2.0 0.3
（1）实验中应竖直向上　 　 拉动弹簧测力计
（2）第4次实验测得的机械效率为　　 　 　%
（3）比较　1、2两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关：比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，　 　 越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可见机械效率提高的原因是　 　 ．
【答案】（1）匀速
（2）66.7
（3）提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率；机械效率的测量实验
【解析】【解答】
（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数．
（2）由表格第4次实验数据，机械效率大小为：
η=×100%=×100%=×100%≈66.7%；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；
比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh，
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J，
W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J，
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J；
W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J，
W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J，
有用功增大了0.2J．
由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即机械效率增大．
故答案为：（1）匀速；（2）66.7；（3）1、2；提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大．
【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
（2）根据η==计算机械效率；
（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度；
由第3、4实验数据，找到不变量和改变的量，分析机械效率的影响因素；
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较，从而分析提高机械效率办法．
32．某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数 物重 （N） 物体上升的高度 （m） 拉力（N） 绳子自由端移动的距离（m） 机械效率（%）
1 1 0.1 0.6 0.2 83.3
2 1 0.1 0.4 0.4 62.5
3 2 0.1 0.65 0.4 76.9
4 1 0.2 0.6 0.4 83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，　 　 ；比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，　 　 ；比较第1、4实验数据得出：同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度　 　．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率　 　（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还与　 　 有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的　 　不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了　 　 它的机械效率．
【答案】（1）机械效率越低；机械效率越高；无关
（2）偏小；偏高；运动状态
（3）摩擦；提高
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组的设计与组装；机械效率
【解析】【解答】（1）比较第1、2次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮的个数越多，其机械效率越低；
比较第2、3次实验数据得出：同一个滑轮组，提升的物体越重，它的机械效率越高；
比较第1、4次实验数据可知，两次实验时的效率相同，因此同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关；
（2）要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速运动．而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测拉力偏小，机械效率偏高；说明滑轮组的机械效率还与物体的运动状态有关；
（3）两个小组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测得的机械效率却不同，原因可能是绳子与滑轮或滑轮轴之间的摩擦同，影响了测量结果；
所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了减小摩擦，提高机械效率．
故答案为：（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高．
【分析】（1）比较第1、2次实验数据可知机械效率与动滑轮个数的关系；比较第2、3次实验数据可知，机械效率与物重间的关系；比较1、4次实验数据可知机械效率与物体上升高度的关系；
（2）知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡．在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力．当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大．
（3）从摩擦的大小方面进行分析，在同等情况下，摩擦力越小，机械效率越高．
四、解答题
33．（2021·奉化模拟）如图甲所示是利用电动机和滑轮组（图中未画出），将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图．钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象如图乙所示，不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力．求：
（1）长方体A的体积；
（2）长方体A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F为8×103N，滑轮组的机械效率为75%，求动滑轮的总重力．
【答案】（1）解：根据图乙可知，A未露出水面时所受的拉力F1＝1.4×104N，
物体A的重力G＝F2＝2.4×104N；
则A未露出水面时受到的浮力：F浮＝G﹣F1＝2.4×104N﹣1.4×104N＝1×104N；
由F浮＝ρ水gV排可得A排开水的体积：
V排＝ ＝ ＝1m3；
因为A浸没在水中，所以A的体积：V＝V排＝1m3
答：长方体A的体积为1m3
（2）解：A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为75%，此时电动机对绳的拉力F为8×103N，
由公式η＝ ＝ ＝ ＝ 得，动滑轮上绳子的股数：
n＝ ＝ ＝4，
不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力：
G动＝4F﹣G＝4×8×103N﹣2.4×104N＝8×103N．
答：动滑轮的总重力为8×103N．
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据乙图可知，确定物体A的重力和完全浸没时钢缆产生的拉力，然后根据F浮＝G-F1计算出此时A受到的浮力，再根据阿基米德原理 即可算出A的体积；
（2）首先根据 计算出动滑轮上绳子的段数n，再根据 计算出动滑轮的重力。
34．（2021·温州模拟）如图所示用滑轮组打捞水中物体的示意图，已知物体A的质量为80kg，体积为2×10-2m3，当卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N时，物体A在水中以0.1m/s的速度匀速竖直上升（物体A始终未出水面。不计绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
（1）物体A在水中（未露出水面）时受到的浮力。
（2）动滑轮所受的重力。
（3）物体A在水中匀速竖直上升时，该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）物体A在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-2m3=200N；
（2）不计绳重和摩擦，拉力；
动滑轮重力：G动=2F+F浮-G=2×400N+200N-80kg×10N/kg=200N；
（3）滑轮组的机械效率为：
。
【知识点】阿基米德原理；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）物体A在水中排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求物体所受浮力；
（2）不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮重力；
（3）根据算出滑轮组的机械效率。
35．（2020九上·临海期末）为了将放置在水平地面上重100N 的物体提升到高处，某同学设计了图甲所示的滑轮组。他所用的拉力F、重物的速度v和高度h随时间t 变化的关系分别如图乙、丙、丁所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向，不计绳重和摩擦。求:
（1）在2～3s内，拉力F的功率。
（2）在1～2s内，拉力F做的功。
（3）若绳子能承受的最大拉力是2500N，该同学体重60ON，他站在地面向下拉绳子使物体匀
速上升，最大能提升多重的物体
【答案】（1）解：由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v1 = 3.0m/s
拉力F1=40N，绳子自由端移动速度v2 = 3v1 = 9m/s
P = F1v2 = 40N×9m/s = 360W
（2）解：由图乙可知，在1～2s内，F2=50N
图乙可知，物体上升距离h = 1.5m
则绳子自由端移动距离s = 3h = 3×1.5m = 4.5m
W = F2s = 50N×4.5m = 225J
（3）解：由图丙可知，2～3s内，重物做匀速运动，受力平衡，
F = 1/3(G物+G动）即40N = 1/3(100N + G动） ∴G动 = 20N
绳子自由端的最大拉力是600N
G大 = 3F大－G动 = 3×600N-20N = 1780N
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据乙图确定2~3s内物体受到的拉力F1，根据丙图确定这段时间内物体上升的速度v1，再根据v2=nv1计算出绳子自由端移动的速度，最后根据P=F1v2 计算拉力的功率。
（2）首先根据乙图确定1~2s内物体受到的拉力F2，然后根据丁图确定这段时间内物体上述的高度h，接下来根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，最后根据W=F2s 计算这段时间内拉力做的功。
（3）根据图丙可知，再2~3s内物体做匀速运动，此时整个装置受力平衡，根据列式计算出动滑轮的重力G动；绳子自由端能够产生的最大拉力等于该同学的体重600N，再根据列式计算提升物体的最大重力即可。
36．（2020九上·鄞州期中）如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B， 圆柱体B的体积是密闭容器D的1/3；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的3/5浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的7/25；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：
（1）圆柱体B的重力；
（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留整数）；
（3）圆柱体B的密度；
（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。
【答案】（1）由图象可知，D完全露出水面时F1的功率P1=12W，
此时的拉力，
B放在C上，且放开手后，，
∴GB+80N=1×103kg/m3×10N/kg××0.1m3；
解得：GB=200N；
（2）
（3）根据F1=（GB+GD+G轮）得到：GD+G动=3F1-GB=3×80N-200N=40N；
D未出水面时的功率为P2=6W，
拉力；
根据根据F1=（GB+GD+G轮）得到，
D受浮力F浮=GB+GD+G动-3F2=200N+40N-3×40N=120N，
此时排开水的体积，
那么B的体积，
那么圆柱体B的密度；
（4）定滑轮对杠杆右端的最大拉力：Fmax=4F1+G定=4×80N+10N=330N，
由杠杆平衡条件得：Fmax×OF=FE1×OE，
330N×3=FE1×2，
解得：FE1=495N；
定滑轮对杠杆右端的最小拉力：Fmin=4F2+G定=4×40N+10N=170N，
由杠杆平衡条件得：Fmin×OF=FE2×OE，
170N×3=FE1×2，
解得：FE1=255N。
配重A对地面的压强的最大变化量：。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图象可知D完全露出水面时F1的功率，知道D上升的速度，求出拉力端移动的速度，利用P=Fv求拉力大小；把B放在C上，且放开手后，知道浮体C露出水面的体积减少总体积的， 可得，据此求圆柱体B的重力；
（2）对圆柱体做的功为有用功利用W=Gh计算，拉力做的功为总功利用W=Fs计算，再利用效率公式求此装置的机械效率；
（3）绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计，利用F1=（GB+GD+G轮）求容器D和动滑轮总重，
由图可知，D未出水面时的功率，利用P=Fv求此时拉力，再根据F1=（GB+GD+G轮）求此时容器D受浮力大小，再根据阿基米德原理求容器D的体积，根据圆柱体B的体积是密闭容器D的求圆柱体B的体积；利用G=mg=ρvg求圆柱体B的密度；
（4）有4股绳子提定滑轮，定滑轮对杠杆右端的最大拉力Fmax=4F1+G定，由杠杆平衡条件Fmax×OF=FE1×OE求出杠杆左边的最大拉力；定滑轮对杠杆右端的最小拉力Fmin=4F2+G定，由杠杆平衡条件求出杠杆左边的最小拉力；求出杠杆左边受到的拉力变化量，利用压强公式求配重A对地面的压强的最大变化量。
37．（2020九上·下城期中）如图所示，用滑轮组拉动重500N的物体，为使物体在水平方向上匀速移动5m，所用拉力F需20N，若滑轮组的机械效率为90%，求：
（1）拉力F做的功；
（2）地面对物体的摩擦力。
【答案】（1）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，那么拉力移动的距离：s=ns物=3×5m=15m；拉力做的功为：W=Fs=20N×15m=300J。
（2）根据公式得到：；
解得：地面对物体的摩擦力f=54N。
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=ns物计算出拉力移动的距离，再根据W=Fs计算拉力做的功；
（2）当用滑轮组水平拉动物体时，根据公式计算物体受到的摩擦力。
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